民爆安全生產少(無)人化專項工程實施方案
發布時間：2019-08-13 閱讀次數：1675
民爆行業是我國工業體系中的基礎性產業，對我國國民經濟發展具有重要作用。保證民用爆炸物品生產過程的安全，關系著職工生命和企業財產安全，是民爆行業創新發展的首要目標方向。
《民用爆炸物品行業“十二五”發展規劃》(以下簡稱《民爆“十二五”規劃》)、《關于民用爆炸物品行業技術進步的指導意見》(以下簡稱《技術進步指導意見》)和《關于推進工業機器人產業發展的指導意見》(以下簡稱《機器人發展指導意見》)，提出通過鼓勵企業采用自動化、信息化技術改造傳統的生產方式和管理模式，加快現有生產工藝、裝備的升級換代，在危險作業工序實現無人操作，減少人身傷亡事故的發生。
為貫徹落實《技術進步指導意見》、《機器人發展指導意見》和國務院領導對提高民爆行業本質安全水平的指示精神，結合民用爆炸物品生產和民爆裝備制造企業的現狀，擬通過實施民爆安全生產少(無)人化專項工程，整合我國裝備制造企業、高校和科研院所資源，聯合研發替代民用爆炸物品生產危險崗位人工作業的自動化裝備，提高裝備的質量可靠性和民爆企業智能化水平，從而達到提升民爆生產本質安全水平的目標。
一、背景
(一)民爆行業技術裝備情況與主要問題
根據《民用爆炸物品品名表》的分類，民用爆炸物品包括工業炸藥、工業雷管、工業索類火工品、其他民用爆炸物品等5大類、59 個品種。
在國家政策的指導下，通過采用自動化生產手段，民爆行業已徹底改變原來的手工、半機械化生產方式，基本實現連續化、自動化生產，并向智能化、信息化發展邁出了步伐。目前，工業炸藥生產部分企業提前實現了生產現場操作人員不大于5人、制藥無人化的《民爆行業技術進步指導意見》三期目標;使用機械手，工業雷管生產中的起爆藥生產實現了全自動化、無人操作，雷管裝填也實現了全連續化、自動化，危險工序無人操作，極大地提高了生產過程的安全性。涌現出了一批民爆專用生產設備的研究單位及產品供應商，為民爆行業的安全生產提供了有力支撐。
但是，目前民爆專用生產設備的研發制造方面還存在以下幾個方面的問題：
1、由于缺乏國家科研投入，工業炸藥生產裝備整體的智能化水平不高，關鍵設備的基礎研究有待加強。裝藥、包裝工序采用的自動化設備質量可靠性不高，影響工序間的物料流轉，并且有些設備生產時的廢品率較高;一些生產線未能實現聯控聯動。
2、工業雷管生產的部分危險崗位還需人工操作，危險工序的自動化水平有待提高。雷管裝配(含卡口、卡腰、條碼檢測、打碼、包裝等環節)單人單機操作，工位雖采取隔離防護措施，由于長時間重復動作容易造成工人操作疲勞和傷害。
3、火工藥劑生產自動化程度普遍不高，勞動強度大。如起爆藥分盤、藥劑制造(如黑索金造粒)、藥劑稱量(如射孔彈炸藥稱量)等藥劑加工工序雖然布置于抗爆間室內，但尚未實現隔離操作。
4、工業化與信息化需進一步融合。通過加強信息化建設，提高企業內部管理水平，達到提高勞動生產率的目的。
(二)實施專項工程的必要性與緊迫性
“十二五”時期是全面建設小康社會的關鍵時期，也是我國深化改革開放、全面調整經濟結構、加快轉變經濟發展方式的攻堅時期，我國工業發展已進入到以轉型升級促發展的新階段。增強自主創新能力，實施品牌和質量振興戰略，構建資源節約、環境友好、本質安全型工業體系，推進信息化與工業化深度融合等工業轉型升級的要求，成為引導民爆行業健康發展的方向。同時國民經濟建設發展將拉動民爆行業市場需求增長，推動民爆行業產能布局調整。隨著社會民眾綠色發展和社會公共安全觀念的增強，對民爆行業發展提出新要求。
民爆行業作為高危產業，安全生產是第一要務，民爆裝備是民用爆炸物品安全生產的重要保障。根據《國務院辦公廳關于印發安全生產“十二五”規劃的通知》(國辦發〔2011〕47號)、工業和信息化信部《關于促進安全產業發展的指導意見》(工信部聯安〔2012〕388號)、《民用爆炸物品行業“十二五”發展規劃》提高民用爆炸物品生產本質安全的精神，通過采用自動化、信息化技術，加快企業傳統的生產方式和管理模式的改造。開展民爆行業共性關鍵技術研發，提高工藝、裝備可靠性，促進現有生產工藝、裝備和產品的升級換代;加強生產過程中的在線檢測和質量控制，提高產品技術指標的精確性和可靠性;減少危險作業場所操作人員、降低危險品在線存量，減少危險因素，實現高危場所遠程控制操作的本質安全。
2013年5月發生的民爆生產安全特別重大事故，引起黨和國家領導人的高度重視。要求民爆行業必須要加大安全投入，用自動化、連續化、信息化技術改造現有生產方式和管理模式，提升民爆行業危險生產工藝安全技術水平，逐步實現遠程控制、人機隔離操作;要求組織力量解決民爆行業裝備自動化、無人化技術瓶頸，形成提升民爆行業本質安全水平的對策措施。
但由于民爆行業市場容量小，民爆裝備品種多、批量小，我國民爆裝備的研發大多為企業自主研發，基礎理論與共性技術研究能力嚴重不足，未形成完整的產業體系，難以滿足民爆行業提升本質安全、實現少(無)人化生產的要求，這些因素制約著民爆行業轉型升級和可持續發展。
二、工程目標
(一)總體目標
突破一系列關鍵系統及部件核心技術，研制一批自主化的專機設備;以生產過程危險性相對較大的工業炸藥、工業雷管等生產線為重點，在擴大自動化生產的前提下，提升智能化水平，以實現安全生產少(無)人化為目標，建設若干民爆生產智能化成套裝備示范工程;建立健全核心技術裝備及關鍵零部件的研發設計、生產制造、試驗驗證、運行維護、檢測維修平臺和標準體系。
到2016年，實現民爆行業重點產品生產裝備所需的關鍵系統及部件核心技術的突破;開發出具有高可靠性的工業炸藥及制品(乳化炸藥、震源藥柱、中繼起爆具)自動化智能化生產線，基本達到無人操作少人值守的無人化生產要求;開發出工業雷管卡口、卡腰、電阻檢查、打碼、包裝、編碼信息采集等自動化單機設備，改變現有單人單機的操作模式;開發出火工藥劑生產的自動送料、稱量等智能設備。
到2020年，建立并完善民爆裝備共性技術研究、研發設計、生產制造、試驗驗證的平臺建設，形成較為完備的技術體系、制造體系和標準體系，完成我國民爆裝備制造企業向“應用服務+整體解決方案”的“服務型制造”產業形態的變革。
到2025年，實現裝備的智能化及制造過程的自動化，完成代表產品智能化生產線的行業推廣。裝備質量與可靠性、生產效率、技術水平和本質安全度顯著提高。
(二)階段性目標和成果
1、第一階段(2014-2016)
——對民爆行業已有的自動化生產設備，進行模塊化、精細化設計和智能化水平提升，并提高可靠性：如工業炸藥(乳化炸藥、震源藥柱、中繼起爆具)生產線以及現場混裝作業裝備中的乳化器、敏化器、大產能自動裝藥機、包裝機、裝箱、傳輸系統及智能部件研制應用，由大量人工干預實現智能化少(無)人化自動生產，加入自動稱量、在線檢測、數據采集和分析系統，實現聯動與安全聯鎖功能、設備故障自診斷功能，設備可靠性和本質安全顯著提高。
——對生產環節中沒有進行自動化改造的地方，進行整體生產裝備功能模塊化、智能化設計：如工業炸藥(乳化炸藥、震源藥柱、中繼起爆具)生產線制備原材料自動上料、扒袋、投料智能部件，工業雷管藥量檢測、裝配卡口卡腰、打碼、條碼識讀、包裝等智能部件，火工藥劑制備環節自動運輸AGV搬運車或軌道運輸小車、自動加藥智能部件的開發應用，由人工操作實現智能化少(無)人化自動生產，加入自動稱量、在線檢測、數據采集和分析系統，實現聯動與安全聯鎖功能、設備故障自診斷功能，實現藥劑加工在抗爆間內的隔離操作。
——原材料及產品碼垛、搬運、裝車及出入庫：應用工業機器人、AGV搬運車等智能部件和智能倉儲系統，由人工搬運、軌道運輸小車操作實現人工輔助機械作業，實現危險品全程機械化流轉，大幅度降低在線人員和勞動強度。
——用信息化手段對民爆行業企業生產和管理的全過程進行覆蓋：實現產品信息在線自動采集傳輸，生產過程監控實現遠程控制;生產車間及地面站制備中心生產信息與辦公信息系統、倉庫物流系統信息融合在一起的技術或軟件平臺，實現全程信息數據自動共享應用。
——關鍵共性技術和智能部件應用技術取得突破。RFID、傳感器、智能儀器儀表、在線檢測監控系統、自動控制系統、工業機器人、伺服和執行部件等智能部件和系統實現民爆行業防爆環境下的功能選型與應用。
——示范工程效應顯著。利用我部現有的智能制造專項、數控機床專項、工業轉型升級專項等政策，完成工業炸藥及制品(如乳化炸藥、震源藥柱、中繼起爆具)整體車間1-2條智能化生產示范工程;完成工業雷管(如導爆管雷管、數碼電子雷管)及對人身和環境影響大的火工藥劑制造分別1條智能化生產示范線。
——初步建立國家級民爆裝備“共性技術研究平臺”。依托政府、科研院所、企業、高等院校和相關行業組織等現有資源，初步組建民爆行業“共性技術研究平臺”，針對行業的共性問題和關鍵設備、關鍵技術的本質安全和可靠性等問題加強基礎研究，對影響安全的各個要素深入認知的基礎上開展設備研發。充分發揮高校、科研院所在基礎研究方面的優勢，使民爆行業與機械、自動控制等領域交叉結合，形成合力，有針對性、有重點地進行自動化設備研發。
2、第二階段(2017-2020)
——組建民爆裝備專業委員會。依托有實力的科研院所和相關行業協會成立民爆裝備專業委員會，整合民爆裝備制造商和專家庫資源，建立企業間的交流對接平臺，加強民爆物品生產工藝、技術和裝備的研究，對現有主要生產設備進行技術評估，為企業新產品、新工藝、新材料的創新提供設備開發技術支持和咨詢服務。
——創建國家級民爆裝備“試、檢、認一體化”服務平臺，完善“共性技術研究平臺”和標準體系。依托政府、科研院所、企業、高等院校和檢測機構等現有資源，組建民爆行業裝備研發與制造聯合體，對民爆專用生產設備中關鍵設備創建安全技術性能第三方檢測認證機構，完善科研試驗設施建設，制定民爆生產設備可靠性“試、檢、認”的標準和規范體系，提高設備穩定性和可靠性水平，推廣先進工藝技術，從產品設計、制造、試驗、檢驗及認證等環節提高設備的穩定性和本質安全。
——進一步提升民爆裝備準入門檻。在我部現行民爆專用生產設備的管理制度下，創新民爆裝備管理和監督機制，并進一步完善提升民爆裝備準入制度，對影響安全生產的核心關鍵設備，開展第三方檢測認證。
3、第三階段(2021-2025)
——示范工程行業推廣。在現有示范線(車間)的基礎上，提高設備可靠性和環境適應性，完成工業炸藥、工業雷管及原材料等主要推薦產品智能化生產線的行業推廣，實現裝備的智能化及制造過程的自動化，成品質量、生產效率、設備技術水平和本質安全度顯著提高。
——推動和形成民爆產業形態新變革。在生產設備提升的同時，對我國民爆產品的品類起到優勝劣汰的影響作用，逐步淘汰危險性大，高污染的產品，最終完成我國民爆裝備制造企業向“應用服務+整體解決方案”的“服務型制造”發展的產業形態格局。
三、重點任務
為解決民爆行業少(無)人化安全生產問題，充分利用現有裝備基礎，突破生產裝備自動化、智能化和信息化技術瓶頸，提升民爆行業本質安全水平，根據民爆行業安全生產技術發展趨勢和裝備存在的主要問題，面向主要代表性產品，提升生產裝備的可靠性和穩定性，開發急需的自動化智能專機，建設公共服務平臺，研究共性技術并實現產業化，實現本方案的各項目標。
(一)工業炸藥及制品生產(乳化炸藥、震源藥柱、中繼起爆具)
提高現有設備的可靠性和生產過程的智能化、信息化管理。研究智能診斷系統、水相濃度和PH值的在線檢測和控制系統;炸藥膠體密度、炸藥密度在線自動檢測分析系統;可靠、耐腐蝕、耐高溫的儀器儀表，新型傳感器件，數據對接綜合控制平臺;上下料機器人、AVG搬運車;自動化裝藥機、外包裝技術、大產能自動化包裝系統、不同型號的箱裝及袋裝產品自動識別、計數與智能化自動碼垛、裝車機器人。
(二)工業雷管生產
研究自動在線電阻檢測、編碼排模及卸模、延期體自動排序裝配機、雷管點火藥自動生產設備、激光自動打碼機、自動分揀剔除設備;動態實時監控系統、設備自診斷系統、生產過程的智能化、信息化管理系統;雷管自動卡腰機、卡口機，基礎雷管自動收集裝盒裝箱機;裝配、碼垛機器人。
(三)藥劑生產線
研發起爆藥混藥機、起爆藥自動造粒機、配料系統(自動稱量，藥量自動調整、記憶)、裝盤系統(自動倒藥、裝盤、耙平)、自動裝箱、包裝、輸送、自動上下料等設備并提高設備穩定性和可靠性;生產過程智能化、信息化管理系統;藥劑加工隔離操作技術、廢水處理及環境保護技術研究。
(四)智能部件與關鍵技術
1、智能在線檢測系統
智能在線檢測系統使用智能傳感器和儀器儀表，現場采集電流、電壓、溫度、壓力、圖像、振動等數據，實時監測設備的運行狀態并對采集的數據進行實時分析，比對，參數發生波動時及時發現并自行診斷，出現異常時實現超限聲光報警、連鎖停機、持續時間、智能化隨動控制、全線安全連鎖控制等功能。
2、計算機管理及視頻監控系統
采用計算機管理及智能監控系統，對全線生產參數自動采集，工藝動作自動控制，設備運行實時動態模擬顯示，故障自診斷報警，工藝參數自動采集存儲，實現危險工序人機隔離，自動化、連續化生產。
3、防爆機器人技術及應用
用于自動上下料、包裝、碼垛的工業機器人及智能裝備。工業機器人重復定位精度和對操作對象定位跟蹤精度要滿足智能裝備基本性能參數;可更換少量操作附件適應不同規格包裝任務;具備與物流運輸機器人協調聯動能力;符合工業炸藥生產裝備安全防爆標準規范;故障間隔循環數不少于20萬次;適應生產環境要求。
4、自動化裝配技術
針對民爆產品生產的危險性及特殊性，根據易爆危險品的自動裝配工藝設計出合理、高效的智能化裝配執行單元和專機，滿足多規格產品的自動裝配生產是民爆產品自動化、智能化生產的關鍵技術。
5、本質安全防爆及隔爆技術
民爆行業屬于高危險產品，生產環境必須嚴格遵循防爆標準，如《民用爆破器材工程設計安全規范》，處于危險場所的電機采用隔爆型，按鈕采用防爆型，攝像機配防爆殼，接近開關、溫度傳感器、流量傳感器采用本安防爆型，動力電纜采用穿鍍鋅管加防爆軟管的布線標準，嚴格執行《爆炸性環境用防爆電氣設備“d”》標準。機器人防爆要求：防爆(d2BT4等級)，防護(IP65等級)
6、安全自動物流傳輸技術
自動物流傳輸裝備技術已經在一般工業產品的生產中得到廣泛的應用，由于物流傳輸的對象是危險易爆產品，對傳輸過程的穩定性、振動、各工位止停定位精度、搬運及止停過程的低沖擊力等都有著極高的要求。研究能夠滿足長距離、高平穩性的物流傳輸實現方式、高精度低沖擊止停定位裝置及防爆物料搬運機器人，建立合理、高效的物流傳輸系統，提高傳輸效率及本質安全度是民爆產品物流傳輸亟需解塊的關鍵技術。
7、自動化控制系統
通過各種先進傳感器技術、自動控制技術、信息技術的應用，將構建一個大規模的自動控制無人工廠系統。工廠中的生產、物流、環境監控、安防均在信息中心聯結為一個巨大的自動控制系統，通過對全線生產參數自動采集，工藝動作自動控制，設備運行實時動態模擬顯示，故障自診斷報警，工藝參數自動采集存儲，實現危險工序人機隔離，自動化、連續化生產。
(五)信息管理系統(MES)
民爆行業屬于流程、半流程行業，可以借鑒其他流程行業(化工、石油、制藥等)的經驗，在全行業已實現視頻監視、數據傳輸的基礎上，以信息化、智能化改造傳統生產方式，提高本質安全性。建立適于民爆行業的制造執行系統(MES)主要涵蓋生產線在線檢測、監控體系;自動化倉儲體系;質量全過程跟蹤體系;自動環境監測控制及安全防護體系。
(六)搭建國家級民爆裝備技術創新服務平臺
依托政府、科研院所、企業、高等院校和檢測機構等現有資源，推動組建國家級民爆裝備“試、檢、認一體化”服務平臺。
1、建立民爆行業共性技術研究平臺和研發、試驗基地。鼓勵生產企業與裝備企業聯合，在適合的地區建立民爆行業共性技術研究實驗室和新設備研發、試驗基地。開展用戶工藝的研究和應用試驗，并對研發設備工藝的適應性進行評估。
2、建立第三方檢測認證機構。利用現有檢測實驗資源，以公正開放獨立運作為保障，選定一批具有第三方資質的面向民爆裝備企業的設備可靠性和技術評價實驗室，形成公共檢測認證服務平臺，開展出廠前規定壽命期將近的設備強化實驗、可靠性和壽命等測試試驗，并對設備安全、可靠性進行定期檢測、驗證，提高本質安全。為民爆行業培養智能生產設備操作、編程和維護維修的高技能和專業化人才。
3、建立和完善標準體系。建立健全智能制造裝備產業的標準體系，補充和修訂國家標準、行業標準，促進新技術和新設備的推廣應用，使我國民爆行業智能制造裝備的質量、安全、節能、環保等逐步達到國際先進水平。
(七)應用示范工程
通過技術引領支撐，依托民爆行業有明確需求的優勢企業用戶，組織“產、學、研、用”四位一體的創新團隊，突破關鍵智能技術，推進智能測控裝置和部件的研發，實現重大智能成套裝備的集成創新，推進關鍵智能技術、核心智能測控裝置與部件、推動軟硬件關鍵技術在民爆行業安全生產裝備中的應用與推廣，通過集成創新，開發一批標志性的重大智能制造成套裝備，保障產業轉型升級。并結合國家重大工程建設，推進示范應用，加快產業化。
四、組織實施方式
(一)組織方式
(1)本工程實施由工信部裝備工業司會同安全生產司牽頭。堅持各部門分工協作、共同推進的工作原則，嚴格執行科研立項、管理程序，建立規劃實施動態評估機制。
(2)組建民爆行業工程推進領導小組，成員由各牽頭單位、參加單位科技主管領導組成。加強工程實施的分工協作和組織協調，負責對項目立項、驗收考核等重大事項進行決策。同時，成立專家組，負責對工藝、材料、技術和設備方面給予技術指導和把關。
(3)為加快關鍵領域自主化裝備研發，提高裝備的安全性、可靠性、可維護性和經濟性，具體項目研發及產業化任務由從事民爆行業工藝研究的設備商、智能裝備制造商和民爆產品生產企業、安全性與可靠性第三方檢驗機構和相關領域工業產品質量控制和技術評價實驗室共同承擔完成，鼓勵建立多種形式的技術聯盟，整合產業鏈各類資源，充分發揮產學研用各單位的協同優勢，擬依托工業炸藥、工業雷管、火工藥劑在建或擬建項目，開展自主化裝備研發與示范應用。
(4)依托國有專項資金建立國家級民爆行業共性技術研究平臺、研發、試驗基地和第三方檢測認證機構，通過多種測試試驗完成自主化裝備的性能、效果驗證，解決關鍵裝備在實際運用中的安全性和可靠性問題，進行裝備技術的運用考核評價與應用前景預測，為進一步批量生產和大規模投入運用做好準備。同時，推進相關的技術條件等行業標準制訂與完善，不斷完善我國民爆行業技術標準體系和管理規范。
(5)根據工程各方面內容的特點，將本工程關聯性較強的任務合并成若干項目，由項目主要承擔企業牽頭組建工程實施工作小組，具體負責相關項目組織實施，其中包括實施過程中的組織協調和年度計劃項目的審定，在項目實施的關鍵節點上進行監督審核，動態掌握項目各關鍵技術攻關、產業化整體進度及資金使用情況。
(二)實施周期
從2014年開始，2017-2020年重點推進，2021-2025年全面實現。
五、保障措施
1、加大相關部委和地方政府的支持
利用我部現有的智能制造專項、數控機床專項、工業轉型升級專項等政策，以及地方政府行業主管部門支持科技、產業發展基金，結合制定有關的安全生產標準規范，組織裝備制造“產、學、研、用”四位一體技術攻關，選擇示范企業合作進行民爆行業少無人化安全生產設備改造示范工程或示范線，經過小試、中試、空藥運行、實藥運行(設計產能)、全線驗收等實驗、驗證過程，最后開展行業推廣，推進自動化、智能化生產線的行業應用。
2、強化組織領導，形成各部門、各機構協同合作機制
由政府主導，在現有民爆裝備生產企業的基礎上，通過整合我國裝備制造企業、高校、研究院所和行業協會等的優勢資源，形成民爆企業智能化生產裝備研發團隊和民爆行業智能裝備分會(專業委員會)，形成各部門、各機構協調合作機制，加強專業技術交流，開展綜合性調研，從而達到民爆生產本質安全水平和智能化提升的目的，引導民爆行業經濟體系向安全、健康的方向長遠發展。
3、強化科技支撐，提高創新能力
1)著力提升技術創新能力，加強技術創新體系建設，突破制約我國民爆行業安全生產裝備發展的生產控制系統、安全監控等核心技術和關鍵零部件。
2)加強技術創新與國際合作結合，鼓勵對國外先進的設備和連續自動化生產線進行國產化研究和應用推廣，加強國際合作與交流，學習國外先進工藝和技術。
3)借鑒其他行業(如食品、汽車、涂裝、機械制造等)已普遍應用和推廣的成熟技術，如：自動化裝配技術、自動化在線檢測技術、安全自動物流傳輸技術、自動控制系統及安全防護、智能化組合設備及機器人技術、監控系統及基于實時數據的生產管理信息系統等。
4)嘗試性突破行業現行的部分標準、規范。依托第三方檢測認證機構，對突破性條款進行檢測、評測。
4、加強人才保障機制
1)整合、建立民爆行業裝備專家資源庫，由第三方檢測培訓機構進行專業人員的認證。
2)由有經驗的、具備資質的設備提供商或設備服務商進行專用設備維修、維護、保養及培訓，延長設備使用壽命，提高設備維修保養過程中的本質安全。
5、加強信息化建設
以《國家信息化發展戰略(2006-2020年)》為指導，堅持工業化與信息化融合，以信息化帶動工業化、以工業化促進信息化;堅持先進性與成熟性相結合、針對性與標準性相結合、時效性與共享性相結合、創新性與實用性相結合;設備與操控者間設置安全界面，增強智能化水平。
6、建立國家級民爆行業共性技術研究和裝備“試、檢、認一體化”服務平臺
通過對民爆行業共性技術及新技術應用的研究和專家論證，對現有技術標準、規范及準入條件做補充完善，組建民爆行業共性技術研究平臺、第三方檢測認證機構和研發試驗基地，制定民爆行業工程管理流程，加強對方案設計、設備監造、技術鑒定、組織驗收等環節的認證監督，全面提升產業核心競爭力，通過對新設備、新技術、新工藝的實驗驗證，提高本質安全水平，為我國民爆行業的持續化安全生產裝備智能化技術升級奠定堅實的基礎。